集成运放的性能指标
运放参数——精选推荐
7.6 集成运算放大器的主要性能指标集成运放的性能指标和技术参数很多，通常分为静态技术指标和动态技术指标，现分别介绍。
静态技术指标1. 输入失调电压IO V使输出直流电压为零，在运放两输入端之间所加的补偿电压，称为输入失调电压。
在理想情况下，当集成运放两输入端对地短路，即零输入时，其输出也应为零。
由于制造的差异，运放的输入级并不完全对称，实际运放的输出也不是零值。
它的数值表征了输入级差分管BE V 或场效应管GS V 的失配的程度。
对于双极性(三极管)工艺的运放，输入失调电压在mV 10~1±，采用场效应管作输入级的运放，IO V 会更大一些，对于精密运放，一般在1mV 以下。
2. 输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）T V IO ∆∆/定义为在指定工作温度范围内，输入失调电压的变化量与温度的变化量之比。
该参数实际上是对输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作温度范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移的大小。
普通运放的温漂为C μA/20~10o ±，低温漂运放的温漂小于C μA/2o ，紧密运放的温漂值小于C /μA 03.0o 。
3. 输入偏置电流IB I输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时(静态时)，两输入端偏置电流的平均值，以2/)(21B B IB I I I +=来表示。
从应用角度看，IB I 愈小，由信号源内阻的变化引起的输出电压变化愈小，该参数对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的场合有较大的影响。
双极性运放的IB I 一般在μA 1~nA 10±,之间，采用场效应管作输入级的运放IB I 一般低于nA 1。
4. 输入失调电流IO I指当输入电压为零时，流入两输入端的静态基极电流之差，即2/)(21B B IO I I I -=。
它反映了输入级差分对管的不对称程度。
普通运放的IO I 通常在μA 1.0~nA 1之间。
输入失调电流对小信号精密放大或直流放大有重要的影响，特别是当运放外部采用较大的电阻(如ΩK 10或更大时)，IO I 对精度的影响可能超过IO V 对精度的影响。
集成运放的主要参数以及测试方法
集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。
集成运放的主要参数：1．开环特性参数（1）开环电压放大倍数Ao。
在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。
Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。
（2）差分输入电阻Ri。
差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。
它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。
一般为10k~3M，高的可达1000M以上。
在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。
（3）输出电阻Ro。
在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。
它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。
（4）共模输入电阻Ric。
开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。
（5）开环频率特性。
开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。
2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。
通常用以下参数表示。
（1）输入失调电压Vos。
在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即：Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。
当集成运放的输入端外接电阻比较小时。
失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。
Vos一般在mV级，显然它越小越好。
（2）输入失调电流Ios。
在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。
即：Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。
电工电子技术-集成运放的主要性能指标
是越小越好，一般在零点几微安级。
9．输入失调电流IIO
输入失调电流IIO是指输入信号为零时，两个输入端静态基 极电流之差，即IIO＝|IB1－IB2|。IIO一般在零点零几微安级，其 值越小越好。
10．输入偏置电流IIB
输入偏置电流IIB是指输入信号为零时，两个输入端静态 基极电流的平均值，即
I IB
I B1
2
IB2
它的大小主要和电路中第一级管子的性能有关，其值也
11.2 集成运放的主要性能指标
1．开环差模电压放大倍数Aud
开环差模电压放大倍数Aud是指集成运放在开环状态（无 外加反馈回路）下的差模电压放大倍数。对于集成运放而言，
希望Aud大且稳定。目前，集成运放的Aud一般为60～140dB。
Aud
uo ui
uo u u
2．最大输出电压UOPP
最大输出电压UOPP是指在一定的电源电压下，集成运放最 大不失真输出电压的峰值。
3．最大差模输入电压Uidmax
最大差模输入电压Uidmax是指集成运放的反相和同相两输 入端之间所能承受的最大电压值，超过这个电压值，会使集 成运放的性能显著恶化，甚至可能造成永久性损坏。
4．差模输入电阻rid
差模输入电阻rid是指集成运放在输入差模信号时的输入电 阻。对信号源来说，差模输入电阻rid越大，对其影响越小。一 般集成运放的rid为几百千欧至几兆欧。
5．开环输出电阻ro
开环输出电阻ro是指集成运放在开环状态且负载开路时的 输出电阻。反映了输入级从信号源取用电流的大小。其数值越 小，带负载的能力越强。
6．共模抑制比KCMR
共模抑制比KCMR是差模电压放大倍数和共模电压放大倍 数之比的绝对值，常用分贝值表示。KCMR值越大，表示集成 运放对共模信号的抑制能力越强。良好的集成运R
几种常用集成运算放大器的性能参数
几种常用集成运算放大器的性能参数1．通用型运算放大器A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。
例2．高阻型运算放大器，IIB为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012）3．低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型运算放大器s，BWG＞20MHz。
μA715等，其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。
常见的运放有LM318、5．低功耗型运算放大器W，可采用单节电池供电。
μA。
目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
集成运算放大器
A/D转换方法
– 计数法 速度慢 – 双积分式A/D转换器 精度高、干扰小 速度慢 – 逐次逼近式A/D转换器 原理同计数式相似，只是从最高位开始，通过试探值来计数。
例1：ADC0804 （8位,100us,转换精度 ±1LSB,内带可控三态门）。
例2：ADC570 (输入电压：0~10V 或 -5V~+5V）
例3. 8位以上A/D转换器和系统连接。 ADC1210：12位，100us，启动端SC，结束转换CC。
例4. ADC0809: 逐次逼近式8通道8位ADC。
同时有模拟电路和数字电路的系统中地 线的连接
模拟电路 ADC DAC 数字电路
模拟电路 AGND
数字电路 DGND
模拟地
公共接地点
if RF
R1 R2
R3 RP
－ ＋
u0
ui 1 ui 2 ui 3 uo R1 R2 R3 Rf 可得： uo R f ( ui 1 ui 2 ui 3 ) R1 R2 R3 若R1=R2=R3=R，则 u R f ( u u u ) o i1 i2 i3 R
集成运算放大器
1．集成运算放大器概述
集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出 电阻的多级直接耦合放大电路，一般由四部分组成：
输入级：一般是差动放大 器，利用其对称特性可以 提高整个电路的共模抑制 比和电路性能，输入级有 反相输入端“-”、同相 输入端“+”两个输入端； 中间级：的主要作用是
3、差动比例运算电路
R1=R2，R’=RF Uo=-RF/R1(Ui1-Ui2)
差动比例运算电路 又称减法运算电路
实验七集成运算放大器指标测试
实验七集成运算放大器指标测试一、实验目的1、掌握运算放大器主要指标的测试方法。
2、通过对运算放大器μA741指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。
二、实验原理集成运算放大器是一种线性集成电路，和其它半导体器件一样，它是用一些性能指标来衡量其质量的优劣。
为了正确使用集成运放，就必须了解它的主要参数指标。
集成运放组件的各项指标通常是由专用仪器进行测试的，这里介绍的是一种简易测试方法。
本实验采用的集成运放型号为μA741（或F007），引脚排列如图7－1所示，它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正、负电源端，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十KΩ的电位器并将滑动触头接到负电源端。
⑧脚为空脚。
1、μA741主要指标测试图7－1 μA741管脚图图7－2 U0S、I0S测试电路1）输入失调电压U 0S理想运放组件，当输入信号为零时，其输出也为零。
但是即使是最优质的集成组件，由于运放内部差动输入级参数的不完全对称，输出电压往往不为零。
这种零输入时输出不为零的现象称为集成运放的失调。
输入失调电压U 0S 是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。
失调电压测试电路如图7－2所示。
闭合开关K 1及K 2，使电阻R B 短接，测量此时的输出电压U 01 即为输出失调电压，则输入失调电压O1F11OS U R R R U +=实际测出的U 01可能为正，也可能为负，一般在1～5mV ，对于高质量的运放U 0S 在1mV 以下。
测试中应注意：a 、将运放调零端开路。
b 、要求电阻R 1和R 2，R 3和R F 的参数严格对称。
2）输入失调电流I 0S输入失调电流I 0S 是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，B2B1OS I I I -=输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管β的失配度，由于I B1 ，I B2 本身的数值已很小（微安级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图7－2所示，测试分两步进行a 、 闭合开关K 1及K 2，在低输入电阻下，测出输出电压U 01 ， 如前所述，这是由输入失调电压U 0S 所引起的输出电压。
集成运算放大器的主要性能指标有哪些？
集成运算放大器的主要性能指标有哪些？
1、开环差模电压增益Aud.当集成运放的输出端与输入端之间无任何外接原件连接时，输出电压与输入电压之比，定义为开环差模电压增益，即Aud=U0/ui。
集成运放的开环差模电压增益Aud越大越好，理想运放的开环电压增益Aud→∞。
2、最大输出电压Uopp。
在指定的电源电压下，集成运放的最大不失真输出电压幅度，如F007在电源电压为正负15V时，Uopp为正负12V。
3、差模输入电阻Rid。
集成运放的差模输入电阻Rid,就是从集成运放两个输入端看入的等效电阻。
它反映集成运放从信号源中吸取电流的大小。
定义Rid= Uid/Iid。
差模输入电阻Rid越大越好，理想运放的差模输入电阻Rid →∞
4、输出电阻R0。
集成运放的输出电阻就是从运放输出端向运放看入的等效信号源内阻，集成运放的输出电阻越小越好，理想运放的输出电阻
R0→∞
5、共模抑制比KCMR.集成运放的KCMR与差放电路的定义相同，即差模电压增益与共模电压增益之比，常用分贝表示，即KCMR=20 ㏒∣Aud /Auc ∣ (db)集成运放的共模抑制比越大越好理想运放KCMR →∞
6、最大共模输入电压幅度uicm 。
当集成运放两个输入端之间所加的共模。
《模拟电子技术基础》教学课件 5.4集成运放的主要参数和电压传输特性
5.4 集成运放的主要参数和电压传输特性
5.4.1 集成运放的主要参数
1.集成运放的直流参数
③输入偏置电流IIB 运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。
μA741输入偏置电流IIB是80nA，LM324的输入偏置电流是20nA。 ④温度漂移 输入失调电压温漂 dUIo /dt 在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。 其值一般约为±（10～20）μV/℃。
A
uP
+
uo
①虚短
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，
这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
②虚断 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，
这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
（2）运放在正反馈或开环时，工作在非线性区。
输入失调电流的温漂dIIO/dT指输入失调电流随温度的变化率。 高质量的运放，其值一般约为每度几个pA。
5.4 集成运放的主要参数和电压传输特性
2.集成运放的交流参数 ①开环差模电压放大倍数Aod 运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。
通用型集成数和电压传输特性
2.集成运放的交流参数
③共模抑制比 KCMR 和共模输入电阻Ric 与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增益 Aud 与共模电压增益 Auc 之比， 常用分贝数来表示。
KCMR=20lg(Aud / Auc ) (dB)
一般通用型运放的KCMR为80～120dB，高精度运放可达140dB。 μA741的KCMR大于90dB，LM324的KCMR大于80dB。
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集成运放的性能指标
学习要求：
●掌握开环差模电压放大倍数、共模抑制比、差模输入电阻、
输入失调电压和输入失调电流等参数的物理意义；
●了解输入失调电压温漂、输入失调电流温漂dI IO/dT、输入偏
置电流、最大差模输入电压、最大共模输入电压、–3dB带
宽、单位增益带宽和转换速度等参数的物理意义。
1.开环差模电压放大倍数Aod
开环差模电压放大倍数A od是指集成运放在开环情况下的空载电压放大倍数。
A od
，其值越大越好。
通用型运放一般在范围。
2．共模抑制比K CMR
共模抑制比K CMR是集成运放的开环差模电压放大倍数和开环共模电压放大倍数之比
的绝对值，即。
它是衡量输入级差放对称程度及表征集成运放抑制共模干扰信号能力的参数。
其值越大越好，通用型运放在65－110dB之间。
3．差模输入电阻
差模输入电阻是差模信号输入时，运放的开环输入电阻。
愈大，从信号源索取的电流愈小。
4.输入失调电压U I0及其温漂dU IO/dT
由于集成运放的输入级电路参数不可能绝对对称，所以当输入
并不为零。
U I0是使输出电压为零时在
电压为零时，输出电压
输入端所加的补偿电压，其数值是
电压的负值，即U I0=。
U I0愈小，表明电路参数对称性愈好。
dU IO/dT是U I0的温度系数，其值愈小，表明运放的温漂愈小。
5. 输入失调电流I I0及其温漂dI IO/dT
I I0＝|I B1－I B2|，I I0的大小反映了输入级差放管输入电流的不对称程度。
其值愈小愈好。
dI IO/dT是I I0的温度系数，其值愈小，表明运放的质量愈好。
6. 输入偏置电流I IB
输入偏置电流I IB是输入电压为零时，集成运放两输入端静态基极（栅极）电流的平均值，即I IB＝(I B1+I B2)／2。
I IB愈小，信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就愈小，I I0往往也愈小。
7. 最大差模输入电压U IdMax
U IdMax是运放两输入端间所能承受的最大差模电压值。
超过该值，输入级某一側的晶体管将出现反向击穿现象。
8. 最大共模输入电压U ICMax
U ICMax是两输入级能正常工作的情况下允许输入的最大共模信号。
当共模输入电压超过此值时，集成运放便不能对差模信号进行放大。
9. –3dB带宽fH
–3dB带宽f H是指开环放大倍数A od随输入信号頻率升高而下降3dB所对应的频宽。
其值愈大愈好。
10.单位增益带宽
是使A od=1（失去电压放大能力）时的信号频率，与晶体管的
特征频率相类似。
11.转换速度SR
转换速率S R 又称为上升速率，定义为运放输出电压的变化率：S R＝|du o／dt|max，它反映了运放对快速变化信号的响应能力。
S R越大，表示运放对高速变化的输入信号的响应能力越好。
通用型运放的S R约在0.5~100V／μS范围。